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超高层建筑消防水带设置问题解析

发布时间:2020-11-06人气:192

【摘 要】建筑高度大于 250m 的超高层建筑火灾救援难度大,消防问题尤为重要。 近年来,随着超高层建设的增多,相关规范条文以及消防设计经验也在逐步完善。 论文结合实际经验对相关规范进行解析,从疏散走道、疏散楼梯、消防电梯、竖向管井以及大堂5 个方面将设计过程中遇到的问题和解决措施进行分析汇总,以供相似项目借鉴。
1 引言
近年来,超高层建筑在全国各地屡见不鲜,甚至出现了各地 第 一 高 楼 纪 录 不 断 被 刷 新 的 现 象 。 为 保 障 建 筑 高 度 大 于250m 民用建筑的消防安全设防水平, 提高其抗御火灾能力,公安部消防局组织制定了《 建筑高度大于 250 米民用建筑防火设计加强性技术要求( 试行)》( 公消〔 2018〕 57 号,以下简称“ 加强技术要求”) ,并于 2018 年 4 月 10 日起正式实施 ,这在一定程度上填补了规范上的空白。“ 加强技术要求”从各个方面均做了相关规定,这里重点总结几个与普通高层建筑防火设计不同的方面。
2 疏散走道
“ 加强技术要求” 规定核心筒周围设置环形疏散走道,走道隔墙耐火极限不低于 2.00h。 相较于以往高层建筑平面往往直接去掉隔墙将核心筒外空间打通而言, 疏散走道的设置对于空间的开敞性有所影响, 且走廊隔墙也不能采用普通玻璃隔断的形式,办公区面向走廊的门需采用乙级防火门。 虽然空间灵活性受限,但也可以对疏散走道的设置加以充分利用。核心筒内经常有利用不停站电梯的候梯厅作为一部分疏散走道的情况,此时走道的宽度若超过了 2.5m,考虑到此部分走道占整体走道比例较小,建议可参照 GB 51251—2017《 建筑防烟排烟系统技术标准》( 以下简称《 新烟规》) 第 4.2.4 条中对于走道防烟分区长边不大于 60m 的相关规定来划分防烟分区[1]。
3 疏散楼梯
疏散楼梯作为整栋塔楼最重要的疏散方式, 其要求设置比普通建筑更加严格,首先不应采用剪刀梯,且需要设置备份疏散楼梯,以保证任一楼梯不能使用时,其余楼梯总净宽仍能满足人员疏散要求。 另外,楼梯数量也做了限制,大于 2 000m2防火分区楼梯不少于 3 部。 楼梯数量的增加将使得核心筒空间增大,因此,在设计时尽量将疏散楼梯宽度均等设置 ,避免空间浪费。 虽然楼梯位置可以在避难层转换,但综合考虑转换后对核心筒空间利用率以及管井转换的影响, 楼梯平面位置尽量居中,减少转换,在核心筒随高度收缩时保证楼梯位置尽量不变。 楼梯位置除考虑到标准层疏散距离外,还需结合避难 层布局设置,楼梯尽量靠近避难区,便于以最短路径连接避难区,将更多有效空间留给机房区。
4 消防电梯
作为超高层建筑,电梯是解决垂直交通最核心的部分,除了负责日常运送人员的客梯以外, 利用相关电梯进行消防救援和疏散也是很重要的一个方面。 对于超过 250m 的超高层,竖向救援难度较大, 每个防火分区除要配置 1 台消防电梯之外,还需设置至少 1 部辅助疏散电梯,此电梯配置标准需同消防电梯,停靠首层、避难层等指定楼层以帮助人员迅速安全疏散。 由于辅助疏散电梯只在火灾发生时使用,在平时可以兼作其他功能,如货梯、穿梭梯等,以增加核心筒电梯的利用率。 根据国内外多个项目经验,塔楼穿梭梯具有行程较长、梯速快、运力大的特点,可以作为辅助疏散电梯来使用,经火灾疏散模拟,利用穿梭梯辅助其所途径避难层人员疏散至首层,对地上整体疏散起到了重要的作用。
由于消防电梯上下贯通必须到达各个楼层的特点, 在平面位置上尽量设置在核心筒中部区域, 以避免核心筒随着高度收进时平面缩小的影响。 另外,辅助疏散电梯在火灾时所停靠的特殊楼层( 避难层) 需按照消防电梯要求设置电梯前室 ,并满足前室的防排烟要求,首层大堂作为扩大前室使用时,可不单独设置电梯前室[2]。
5 竖向管井
“ 加强技术要求”对于机电系统及管井都有一定的加强要求,结合近年新颁布的《 新烟规》 ,对于建筑内竖向管井方面的影响重点有 2 个方面:消防电气井以及排烟井。
消防用电应采用双路供电,并布置在不同竖井内。 这就要求同一楼层一个防火分区内消防电气井应至少有 2 个, 布局时需预留相关位置
随着《 新烟规》 的发布,对排烟提出了更高的要求。 超高层建筑的排烟井不管从数量还是出线的尺度来说都是不容忽视的,因此,建筑内排烟井的布置对于核心筒布局以及走廊及办公区净高有着至关重要的作用。 根据以往项目经验,排烟井的位置主要有 3 种:位于核心筒内、位于办公区走廊上、位于幕墙侧。 位于核心筒内时,办公区划分较为灵活,但出线影响核心筒剪力墙并且风道横穿走廊对走廊净高影响较大; 位于办公区走廊时,则能够直接服务于办公区,不影响净高,但由于管井不能取消,走廊划分灵活性受限制;而位于外幕墙侧一般结合柱或者墙设置,一定程度上影响办公区采光,且避难层出线需穿越其他机房,采用的情况不多。 根据“ 加强技术要求”,超过 250m 的超高层建筑核心筒周围的走道是必须存在的,因此,排烟井设置在走廊隔墙上具有很大的可行性,可结合办公区开门位置合理安排烟井位置。
6 大堂
大堂区域作为整栋建筑的入口区域承担着人员集散的重要功能,是整个建筑消防的重点区域之一。 从使用角度来说,一般大堂区域面积较大, 开敞通透以营造高档大气的空间氛围,这在一定程度上给消防疏散带来了一些困难。“ 加强技术要求”中对于大堂区域的要求考虑到实际需求,做了一些放宽,例如,第五条:“ 用作扩大前室的门厅( 公共大堂) 内不应布置可燃物,其顶棚、墙面、地面的装修材料应采用不燃材料”,明确指出大堂区域可以当作扩大前室,并提出装修材料耐火等级及布置要求; 第六条:“ 疏散楼梯间在首层应设置直通室外的出口。当确需利用首层门厅( 公共大堂) 作为扩大前室通向室外时,疏散距离不应大于 30m”,指明了楼梯可利用大堂疏散至室外,不必再单独设置疏散通道,保证了大堂的开敞性。大堂区域作为扩大前室,其防排烟措施并未做明确规定。
若按照防烟楼梯前室来定义则需要设置正压送风, 然而对于几百乃至上千平方米的区域来说, 机械加压风量巨大显然是不现实的。 若按照中庭空间采用机械排烟,在火灾过程中会有烟气吸入大堂的隐患,也不可取。 因此,对于大堂空间,优先采用防烟措施,设置可开启外窗保证自然通风是最有效的方式,建议外窗可开启面积不小于大堂地面面积的 5%。 开窗区域需尽量均匀并利用火灾模拟软件复核其位置及有效性。
7 结语
超高层建筑的消防问题研究起步较晚, 随着不同项目的进行,也会出现很多新的问题,虽然已经制定了“ 加强技术要求”,但对于其中相关措施的理解和实际操作仍然存在一些分歧。 简单来说,高度大于 250m 超高层建筑的消防措施本着双重保险的基本原则, 在有限的条件下保证消防救援措施的可靠性,这对于建筑的使用和布局又是一项新的挑战。 希望业内不断总结相关经验,逐步完善超高层建筑的设计,真正实现更加安全可靠的超高建筑。
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